پیشتاری اروپا در مشاهدهٔ ابرطیفی زمین به شراکت‌های عمومی‑خصوصی متکی است
توسط جاکو آنتیلا
در طول نیم‌قرن، ماهواره‌ها همان هدف را دنبال می‌کردند: به‌دست آوردن تصاویری واضح‌تر از زمین. هر پیشرفت، پیکسل‌های بیشتری و وضوحی بالاتر به همراه داشت، اما تنها از نظر ظاهر اشیاء. اکنون فناوری جدیدی در حال ظهور است که ترکیب شیمیایی‑زیستی اجسام ساختگی و طبیعی را نشان می‌دهد: تصویربرداری ابرطیفی. با ضبط صدها باند طیفی مرتبط با سیگنال‌های شیمیایی و زیستی، این فناوری می‌تواند استرس محصولات را پیش از آنکه چشم انسان ببیند، ردگیری آلودگی‌های در حال گسترش را انجام دهد یا کشتی‌های مخفی را از طریق اثر انگشت طیفی منحصر به‌فردشان آشکار سازد.
این گامی در سلسله‌مراتب عکاسی نیست؛ بلکه آغاز یک رشتهٔ نوین است — کمتر یک دوربین، بیشتر یک آزمایشگاه در مدار. و در اینجا، اروپا در موقعیتی نادر قرار دارد: پیشتاز. اما این پیشتاری ناپایدار است: در حالی که ایالات متحده و چین به‌طور فزاینده‌ای تأمین مالی عمومی را با ستاره‌گان تجاری ترکیب می‌کنند، پیشرفت اروپا هنوز به برنامه‌های دولتی با دوره‌های ده‌ساله وابسته است.
برای حفظ رقابت‌پذیری، اروپا باید مدل ترکیبی‌ای را بپذیرد که سرمایه‌گذاری عمومی را با نوآوری خصوصی ترکیب می‌کند، وگرنه خطر از دست دادن مزایای علمی و فناوری خود را دارد. پویایی‌ای در این زمینه وجود دارد. در حوزه‌های کشاورزی، جنگل‌داری و پایش اقلیمی، آژانس‌ها و استارتاپ‌های اروپایی پیشتاری اولیه‌ای کسب کرده‌اند، در حالی که سایر مناطق بیشتر بر موارد کاربرد نظامی و اطلاعاتی متمرکز شده‌اند. آژانس فضایی اروپا (ESA) در حال آماده‌سازی ادغام داده‌های ابرطیفی در برنامهٔ کوپرنیکوس است که بزرگ‌ترین برنامهٔ مشاهدۀ زمین در جهان است. آژانس محیط زیست فنلاند این فناوری را برای ردیابی و شناسایی رشد مخرب جلبک‌ها آزمایش کرده است.
مأموریت ابرطیفی بعدی ESA به نام CHIME قرار است تا پایان سال ۲۰۲۹ پرتاب شود. این زمان‌بندی بیش از حد دور است. تغییرات اقلیمی و امنیت ملی نیاز فوری به استراتژی فضایی معتبر دارند که با سرمایه‌گذاری جدی همراه باشد. برنامه‌های دولتی به تنهایی نمی‌توانند این هدف را برآورده کنند. اروپا به مدلی ترکیبی نیاز دارد که شرکت‌های فضایی تجاری مأموریت‌های علمی را با پوشش مکرر، تحلیل‌های مبتنی بر هوش مصنوعی و نوآوری با هزینهٔ کمتر تکمیل کنند. بدون این شراکت، پیشتاری اولیهٔ اروپا در زمینهٔ ابرطیفی تبدیل به فرصتی از دست رفته دیگر خواهد شد.
یک فرصت استراتژیک برای اروپا
اهمیت‌ها به هیچ‌وجه انتزاعی نیستند. ابرطیفی صنایع کلیدی در دهه‌های آینده را شکل خواهد داد. کشاورزان از آن برای کاهش اثرات تغییرات اقلیمی استفاده می‌کنند که تأثیر مستقیم بر امنیت غذایی دارد. بازارهای کربن آبی برای تأیید معتبر اعتبارات کربن به این فناوری متکی هستند. شرکت‌ها و مؤسسات مالی که به شفافیت بیشتری در چارچوب‌های محیط‌زیستی، اجتماعی و حاکمیتی (ESG) نیاز دارند، برای پایش تطابق و تأثیرات زیست‌محیطی بر آن تکیه می‌کنند. همچنین آژانس‌های دفاعی این فناوری را به‌عنوان لایهٔ جدیدی از اطلاعات می‌دانند که قادر است مواردی را که اپتیک‌های سنتی نمی‌توانند، افشا کند؛ برای مثال، کمبود تغذیه‌ای گیاهان و کشتی‌های مخفی. در هر یک از این موارد، خریدار نه یک آژانس فضایی بلکه یک نهاد عمومی یا تجاری است که به اطلاعات مستمر و قابل اعتمادی نیاز دارد که در حال حاضر در دسترس نیست.
این تقاضا برآورده خواهد شد. سؤال این است: توسط چه کسی؟ ایالات متحده و چین هم‌اکنون در حال ساخت اکوسیستم‌های ترکیبی هستند که برنامه‌های عمومی با قراردادهای خرید داده و تأمین طولانی‌مدت، ستاره‌گان خصوصی را پشتیبانی می‌کنند. در ایالات متحده، این رویکرد به استارتاپ‌هایی مانند Planet و BlackSky کمک کرد تا به ارائه‌دهندگان کلیدی ملی تبدیل شوند، در حالی که ورودی‌های جدیدی همچون Capella Space و Umbra اکنون تصویربرداری راداری را از طریق برنامهٔ خرید داده‌های ماهواره‌های کوچک تجاری ناسا و تأمینات دفاعی مرتبط فراهم می‌کنند. چین تقاضای داخلی برای شرکت‌های خود را تضمین می‌کند. هر دو مدل، دوره‌های نوآوری سریع و کنترل استراتژیک بر داده‌های حیاتی را تضمین می‌نمایند.
در مقابل، اروپا هنوز مأموریت‌های علمی و تجاری را عمدتاً جداگانه می‌نگرد؛ برنامه‌های دولتی بر پژوهش و اهداف سیاسی متمرکز هستند و اپراتورهای خصوصی مجبورند بازارهای خود را پیدا کنند. این ساختار نوآوری را محدود می‌کند و آن‌ها را وادار می‌سازد تا به‌جای خدمت به اهداف عمومی، به دنبال تأمین مالی خصوصی باشند.
برای حفظ پیشتاری خود، اروپا به چارچوبی هماهنگ نیاز دارد که در آن آژانس‌ها استانداردها، پرتاب‌ها، کالیبراسیون و داده‌های حاکمیتی را تأمین مالی کنند، در حالی که شرکت‌های خصوصی پوشش با فرکانس بالاتر و تحلیل‌های پیشرفته را ارائه دهند. اگر موفق شود، می‌تواند پیشتاری خود را در نظارت مدنی بر زمین تحکیم کرده و استانداردهایی را تعریف کند که دیگران باید از آن پیروی کنند. این موقعیت پایهٔ اعتبار برای بازارهای کربن، سیاست‌های اقلیمی و امنیت غذایی به‌شمار می‌آید.
اروپا پیش از این در چنین آستانه‌ای ایستاده است. با گالیلیو، سامانهٔ ناوبری ماهواره‌ای بومی خود که به‌عنوان جایگزینی برای GPS ساخته شد، نشان داد که ساخت زیرساخت‌های جهانی امکان‌پذیر است، حتی در مواجهه با شک و تردید. ابرطیفی فرصت بعدی این‌چنین است: فرصتی برای ساخت سیستم‌ها و استانداردهایی که طیف‌های خام را به بینش‌های عملی برای جهان تبدیل می‌کند. اگر اروپا تردید کند، دیگران این دسته را شکل می‌دهند؛ اگر متعهد شود، می‌تواند آن را به‌دست آورد.
چرا شراکت‌های عمومی‑خصوصی پیوند گمشده‌اند
تصویربرداری ابرطیفی به‌قدر داده‌محور، پیچیده و به‌صرفه‌استراتژیک است که نمی‌توان آن را صرفاً به برنامه‌های دولتی با دوره‌های ده‌ساله واگذار کرد. اروپا به مدلی مشابه برنامه‌های خرید داده‌های تجاری ناسا نیاز دارد که در آن آژانس‌ها اعتبارسنجی و استانداردسازی را تأمین مالی می‌کنند و در عین حال به ستاره‌گان خصوصی برای ارائه پوشش پیوسته و نوآوری سریع تکیه می‌کنند. ESA در حال گسترش کوپرنیکوس با دسترسی قراردادی به داده‌ها از اپراتورهای خصوصی است، به‌طوری‌که ماهواره‌های تجاری می‌توانند فواصل زمانی یا طیفی بین مأموریت‌های موجود و آینده، مانند CHIME، را پر کنند. اکنون ESA باید برنامهٔ مأموریت‌های مشارکتی کوپرنیکوس را با ارائه قراردادهای مشتری لنگر برای تسریع یک راه‌حل صنعتی‌پذیر و قابل‌هم‌پوشانی و جذب سرمایه اجرا کند.
این رویکرد مؤثر است زیرا انگیزه‌ها همسو می‌شوند. دولت‌ها به داده‌های معتبر و حاکمیتی دسترسی پیدا می‌کنند و کنترل اطلاعات حساس زیست‌محیطی و امنیتی را حفظ می‌نمایند. شرکت‌های خصوصی به‌نوبهٔ خود، تقاضای پایدار، چارچوب‌های اشتراک‌گذاری داده و مشتریان لنگر برای تسریع در مقیاس‌پذیری به‌دست می‌آورند.
ایالات متحده پیش از این با مشارکت با Planet و Maxar، کارایی این مدل را نشان داده است؛ داده‌های خصوصی را با هزینهٔ کمتر در سامانه‌های فدرال ادغام کرده‌اند. چین مسیر دولتی‌تری را اتخاذ کرده و با ترکیب تأمین مالی عمومی و سیاست صنعتی، تقاضای مستمر و دسترسی به بازارهای پرتاب و داده را برای شرکت‌های داخلی تضمین می‌کند. نتیجه یکسان است: استقرار تجاری سریع تحت حمایت هماهنگی دولتی. بدون مدل‌های ترکیبی مشابه، اروپا خطر از دست دادن رهبری علمی اولیهٔ خود در تصویربرداری ابرطیفی را به‌سوی اکوسیستم‌های سریع‌تر در خارج دارد.
از داده به بینش‌های عملی
پذیرش یک مدل ترکیبی تنها قدم نخست است. پس از جریان داده‌ها از مأموریت‌های عمومی و ستاره‌گان تجاری، اروپا با چالشی متفاوت روبرو خواهد شد: استفادهٔ مقیاس‌پذیر از این اطلاعات. هر ماهوارهٔ ابرطیفی روزانه ترابایت‌ها دادهٔ خام تولید می‌کند که بسیار فراتر از ظرفیت ماهواره‌های معمولی است. تبدیل این مجموعه داده‌های پیچیده به اطلاعات عملی نیاز به تخصص و مهارت خاصی دارد که در حال حاضر محدود است. برای تسریع داده‌های خام به بینش‌های عملی، پردازش خودکار مبتنی بر هوش مصنوعی و مدل‌های مرتبط لازم است.
شرکت‌های اروپایی فعال در حوزهٔ اطلاعات ابرطیفی در حال ساخت سیستم‌های یکپارچهٔ جمع‌آوری داده و پردازش پیشرفته مبتنی بر هوش مصنوعی در مدار و بر روی زمین هستند تا بینش‌های خودکار برای کشاورزی، پایش محیط‌زیست، بازارهای کربن آبی و نظارت بر دریانوردی ارائه دهند. آنچه آن‌ها اکنون نیاز دارند، پیوندهای اساسی است: ظرفیت محاسباتی در اروپا، کتابخانه‌های طیفی و چارچوب‌های حاکمیتی که تضمین کنند نتایج به دست آمده در مرزها مورد اعتماد باشند.
به همین دلیل گام بعدی اروپا تنها پرتاب ماهواره‌های بیشتر نیست. برای حفظ پیشتاری خود، باید در کل اکوسیستم شرکت‌هایی که در خودکارسازی خدمات اطلاعاتی مشاهدۀ زمین پیشرو هستند سرمایه‌گذاری کند. باید در ظرفیت‌های محاسبه و ذخیره‌سازی برای پشتیبانی از ایجاد استانداردهای هوش مصنوعی و کتابخانه‌های طیفی سرمایه‌گذاری نماید و شراکت‌های عمومی‑خصوصی را تقویت کند تا انتقال بینش‌ها از پژوهش به بازار تسریع یابد. و از همه مهم‌تر، باید درک کند که تصویربرداری ابرطیفی یک ارتقاء تخصصی برای مشاهدۀ زمین نیست، بلکه یک قابلیت استراتژیک برای کشاورزی، اقلیم و امنیت است.
اروپا تمام دسته‌های فناوری — از نیمه‌رساناها تا رسانه‌های اجتماعی — را در خارج از دست دیده است. ابرطیفی نباید به‌عنوان مورد بعدی باشد. این پنجرهٔ زمان محدود است، اما فرصت واقعی است: ساخت ماهواره‌ها، زیرساخت‌ها و استانداردهایی که اروپا را به مکانی تبدیل می‌کند که اطلاعات جدید و قابل اعتماد دربارهٔ سلامت و ایمنی خود سیاره تولید می‌شود.
جاکو آنتیلا مدیرعامل Kuva Space، یک شرکت پیشرو فنلاندی در حوزهٔ مشاهدهٔ زمین است. تجربهٔ جاکو شامل رهبری تیم‌های فناوری در سازمان‌های معتبری چون مرکز پژوهش فنلاند (VTT) و Inficon می‌باشد. او به‌همراه دیگران Spectral Engines، یک شرکت موفق حسگرهای طیفی، را بنیان‌گذاری کرد و به‌مدت شش سال به‌عنوان مدیرعامل آن فعالیت کرد تا پیش از خروج آن. پیش از ورود به Kuva Space، جاکو یک شرکت مشاوره‌ای کسب‌وکار در زمینهٔ فناوری عمیق تأسیس کرد. او دارای مدرک کارشناسی ارشد در فناوری فضا بوده و در پروژه‌های متعددی از جمله توسعهٔ بارهای ابرطیفی برای مأموریت‌های ماهواره‌ای نظیر OMI و Aalto‑۱ مشارکت داشته است.
SpaceNews متعهد به انتشار دیدگاه‌های متنوع جامعهٔ خود است. چه یک دانشگاهی، مدیر، مهندس یا حتی یک شهروند نگران کیهان باشید، نظرات و دیدگاه‌های خود را به آدرس opinion@spacenews.com ارسال کنید تا برای انتشار آنلاین یا در شمارهٔ بعدی مجله‌مان در نظر گرفته شود. دیدگاه‌های بیان‌شده در این مقالات نظر صرفاً متعلق به نویسندگان هستند.